Technik

Automatisierte Staplerlogistik mit Kamera und Software

Das Staplerauge erkennt alles

Automatisierungstechnik bietet der Lagerlogistik einen starken Hebel zur Verringerung der Fehlerraten und Steigerung der Effektivität. Daher hat der Lehrstuhl für Fördertechnik-Materialfluss-Logistik der Technischen Universität München (TUM) im Forschungsprojekt „Das Staplerauge“ gemeinsam mit Industriepartnern den Einsatz von Kameras an Gabelstaplern zur (Teil-) Automatisierung in der Lager- und Verladelogistik untersucht.

Gerade in der Intralogistik schlummern nennenswerte Effizienzpotenziale, da heutzutage in weiten Teilen der Automatisierungsgrad gering ist und lediglich eine Vielzahl von Insellösungen existieren, die technisch sowie wirtschaftlich wenig praktikabel sind und jeweils hohen Integrationsaufwand bedeuten. Die Anbringung von Videokameras an flexibel einsetzbaren Flurförderzeugen ermöglicht nun die bildverarbeitungsbasierte Überwachung und Steuerung der Prozesse in Echtzeit und senkt die Durchlaufzeiten durch die Parallelisierung ehemals sequenzieller Vorgänge.

Stapler mit Markierungen
An diesen Positionen angebracht, ermöglichen die Sensoren und Beleuchtungen von Smartek ein weitgehend automatisiertes, sicheres Handling von Ladung und Stapler. Die Auswertungsergebnisse aus den erhobenen Daten sieht der Fahrer auf einem Kontrolldisplay im Cockpit.

Unter der Sensor-Lupe

Für den automatisierten Intralogistikeinsatz und effizientere Transportprozesse wurden im Forschungsprojekt typische Einsatzszenarien wie die Gabel-Belegt-Erkennung, die Warenidentifikation mittels NVE-Code, die Paletten-genaue Lokalisierung und die lagerfachgenaue Gabelhubhöhen-Erkennung mit Hilfe eines Kamera-Systems und Beleuchtungssteuerungen des europäischen Bildverarbeitungsexperten Smartek Vision umgesetzt und evaluiert.

Diese Sensorfunktionen auf Basis von Bildverarbeitungstechnologien dienen einer höheren Wirtschaftlichkeit dank der Automatisierung der Logistikprozesse. Der Einsatz der Smartek-Industriekamera GC2441M und spezieller Schnittstelle führt am Gabelstapler eine Vielzahl von Sensorfunktionen in einer Sensortechnologie zusammen. Um weitgehende Unabhängigkeit vom Umgebungslicht zu erreichen, setzten die Forscher auf zwei LED-Beleuchtungen, die mit einer vierkanaligen Beleuchtungssteuerung IPSC4-r2, ebenfalls von Smartek, betrieben wurden.

Basis für individuelle Lösungen

Die wissenschaftlichen Ergebnisse der TUM-Forscher um Prof. Dr.-Ing. Günthner weisen die Vorteile der kamerabasierten Funktionsintegration am Gabelstapler nach, wobei sich gerade im Bereich der palettengenauen Lokalisierung die wirtschaftlich rentabelsten Anwendungsbeispiele gezeigt haben. Die Kompatibilität der Smartek-Kameras zum GigE-Vision-Standard und die Ethernet-Schnittstelle der Beleuchtungssteuerung gewähren eine schnelle, reibungslose Einbindung dieser kritischen Systemkomponenten in das Software-Framework. So können in Zukunft weitere Sensorfunktionen in derselben Sensortechnologie durch eine Pipes-and-Filters-Software-Architektur mit minimalem Integrationsaufwand auf der Hardware-Seite umgesetzt werden. Das vereinfacht auch im Umgang mit Computer-Vision-Methoden wenig vertrauten Personen die Entwicklung von Sensorfunktionen für Gabelstapler.

Beleuchtungssteuerung
Beim Forschungsprojekt kamen die Beleuchtungssteuerung IPSC4-r2 (li.) und die Kamera GC2441M von Smartek zum Einsatz.
 
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